Tài liệu Giáo trình Sức bền vật liệu - Chương 4: Trạng thái ứng suất
24 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 367 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Giáo trình Sức bền vật liệu - Chương 4: Trạng thái ứng suất, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 1
Chöông 4
TRAÏNG THAÙI ÖÙNG SUAÁT
4.1 NHÖÕNG KHAÙI NIEÄM VEÀ TRAÏNG THAÙI ÖÙNG SUAÁT.
4.1.1 TRAÏNG THAÙI ÖÙNG SUAÁT (TTÖS)TAÏI MOÄT ÑIEÅM.
Xeùt moät ñieåm K trong moät vaät theå caân
baèng vaø caùc maët caét qua K, treân caùc maët
caét aáy coù caùc öùng suaát phaùp σ vaø öùng suaát
tieáp τ. Caùc öùng suaát naøy thay ñoåi tuøy vò trí
maët caét (H.4.1).
Ñònh nghóa TTÖÙS: TTÖS taïi moät ñieåm
laø taäp hôïp taát caûû nhöõng öùng suaát treân caùc
maët ñi qua ñieåm aáyù.
TTÖS taïi moät ñieåm ñaëc tröng cho möùc ñoä chòu löïc cuûa vaät theå taïi ñieåm
ñoù. Nghieân cöùu TTÖS laø tìm ñaëc ñieåm vaø lieân heä giöõa caùc öùng suaát σ , τ,
xaùc ñònh öùng suaát lôùn nhaát, nhoû nhaát ñeå tính toaùn ñoä beàn hay giaûi thích,
ñoaùn bieát daïng phaù hoûng cuûa vaät theå chòu löïc.
4.1.2 Bieåu dieãn TTÖS taïi moät ñieåm
Töôûng töôïng taùch moät phaân toá hình
hoäp voâ cuøng beù bao quanh ñieåm K. Caùc
maët phaân toá song song vôùi caùc truïc toaï
ñoä (H 4.2).
Treân caùc maët cuûa phaân toá seõ coù chín
thaønh phaàn öùng suaát:
+Ba öùng suaát phaùp: σx , σy , σz
+Saùu öùng suaát tieáp. τxy , τyx , τxz , τzx ,
τyz , τzy ,
ÖÙng suaát phaùp σ coù 1 chæ soá chæ phöông phaùp tuyeán maët coù σ .
ÖÙng suaát tieáp τ coù hai chæ soá: Chæ soá thöù nhaát chæ phöông phaùp tuyeán cuûa
maët caét coù τ, chæ soá thöù hai chæ phöông cuûa τ.
• σ
τ
K
P4
P3
P2P1
y
x
H.4.1. ÖÙng suaát taïi moät ñieåmz
z
x
y
τ yz
τ zy
τ zx τ xz
τxy
τyx
σ y
σ xσ z
H.4.2
Caùc thaønh phaàn öùng suaát
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 2
4.1.3 Ñònh luaät ñoái öùng cuûa öùng suaát tieáp
Treân hai maët vuoâng goùc, neáu maët naày coù öùng suaát tieáp höôùng vaøo
caïnh ( höôùng ra khoûi caïnh ) thì maët kia cuõng coù öùng suaát tieáp höôùng vaøo
caïnh ( höôùng ra khoûi caïnh ), trò soá hai öùng suaát baèng nhau ( H.4.3)
⎮τxy ⎮ = ⎮τyx ⎮; ⎮τxz⎮=⎮τzx⎮ ; ⎮τyz ⎮ =⎮τzy ⎮ (4.1)
TTÖÙS taïi moät ñieåm coøn 6 thaønh phaàn öùng suaát
4.1.4 Maët chính, phöông chính vaø öùng suaát chính. Phaân loaïi TTÖS
Lyù thuyeát ñaøn hoài ñaõ chöùng minh raèng taïi moät ñieåm baát kyø cuûa vaät theå
chòu löïc luoân tìm ñöôïc moät phaân toá hình hoäp vuoâng goùc maø treân caùc maët
cuûa phaân toá ñoù chæ coù öùng suaát phaùp, maø khoâng coù öùng suaát tieáp (H4.4a).
Nhöõng maët ñoù goïi laø maët chính.
Phaùp tuyeán cuûa maët chính goïi laø phöông chính.
ÖÙng suaát phaùp treân maët chính goïi laø öùng suaát chính vaø kyù hieäu laø:
σ1 , σ2 vaø σ3. Quy öôùc: σ1 > σ2 > σ3.
Thí duï :
σ1 = 200 N/cm2;
σ2 = −400 N/cm2;
σ3 = −500 N/cm2
Phaân loaïi TTÖS :
- TTÖS khoái : Ba öùng
suaát chính khaùc
khoâng (H.4.4a).
- TTÖS phaúng: Hai öùng suaát chính khaùc khoâng (H.4.4b).
- TTÖS ñôn: Moät öùng suaát chính khaùc khoâng (H.4.4c).
H. 4.4 Caùc loaïi traïng thaùi öùng suaát
b)
a) c)
τ
τ
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 3
TTÖS khoái vaø TTÖS phaúng goïi laø TTÖS phöùc taïp.
4.2 TTÖÙS TRONG BAØI TOAÙN PHAÚNG- PHÖÔNG PHAÙP GIAÛI TÍCH.
4.2.1 Caùch bieåu dieãn – Quy öoùc daáu
Caùch bieåu dieån:
Xeùt moät phaân toá (H.4.5a). ÖÙng suaát treân maët vuoâng goùc vôùi truïc z
baèng khoâng vaø maët naøy laø moät maët chính vì coù öùng suaát tieáp baèng khoâng.
Ñeå deã hình dung, ta bieåu dieãn phaân toá ñang xeùt baèng hình chieáu cuûa
toaøn phaân toá leân maët phaúng Kxy (H.4.5b).
Quy öôùc daáu: + σ > 0 khi gaây keùo ( höôùng ra ngoaøi maët caét)
+ τ > 0 khi laøm cho phaân toá quay thuaän kim ñoàng hoà
Hình 4.5b bieåu dieån caùc öùng suaát > 0
(qui öôùc naày phuø hôïp vôùi baøi toaùn thanh)
4.2.2 ÖÙng suaát treân maët caét nghieâng baát kyø
Vaán ñeà: Xaùc ñònh öùng suaát treân maët caét nghieâng song song vôùi truïc z vaø coù
phaùp tuyeán u taïo vôùi truïc x moät goùc α (α > 0 khi quay ngöôïc chieàu kim
ñoàng hoà keå töø truïc x ) (H.4.6a). Giaû thieát ñaõ bieát öùng suaát σx, σy vaø τxy.
♦ Tính σu vaø τuv : Töôûng töôïng caét phaân toá baèng maët caét nghieâng ñaõ
neâu, maët caét chia phaân toá ra laøm hai phaàn, xeùt caân baèng cuûa moät phaàn
phaân toá (H.4.6b)
H. 4.5 TTÖÙS trong baøi toaùn phaúng
a)z
x
y
σy
σx σx
τxy
τyx
K
σx
σ
τxy
σ y
τ y x
b)
σu
u
v
τuv
ασxσx
σy
σy
τxy
τyx τyx
τxy
σx
σy
x
y
z
a) b)
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 4
Treân maët nghieâng coù öùng suaát σu vaø τuv , chuùng ñöôïc xaùc ñònh töø
phöông trình caân baèng tónh hoïc.
* ∑U=0 ⇒ 0cossinsincos =+−+− ατασατασσ dzdxdzdxdzdydzdydsdz xyyxyxu
* ∑V=0 ⇒ 0sincoscossin =++−− ατασαταστ dzdxdzdxdzdydzdydsdz xyyxyxuv
Keå ñeán: ⎮τxy ⎮ = ⎮τyx ⎮; dx = ds sinα ; dy = ds cosα,
ααα
αααα
2sin
2
1cossin
)2cos1(
2
1);2cos1(
2
1cos2
=
−=+= 2sin
⇒ ατασσσσσ 2sin2cos22 xy
yxyx
u −−++= (4.2a)
ατασστ 2cos2sin2 xy
yx
uv +−+= (4.2b)
♦ Tính σv : Xeùt maët nghieâng coù phaùp
tuyeán v, vuoâng goùc maët coù phaùp tuyeán u
(H.4.7). Thay theá α baèng (α + 90°) vaøo (4.2a)
,
⇒ öùng suaát phaùp taùc duïng treân maët coù phaùp
tuyeán v:
ατασσσσσ 2sin2cos
22 xy
yxyx
v +−−+= (4.3)
Toång (4.2a) vaø (4.3), ⇒
b)
σ y
τ yx
τxy τ uv
u
v
x
y
α σ x
σ u
H.4.6 ÖÙng suaát treân maët nghieâng
τuv τ xy τ yx
σ u
dx
dy dz
ds
σ y
x
y
z
v
u
α
a)
α σ x
H. 4.7 ÖÙng suaát treân
2 maët vuoâng goùc nhau
τ uv
τ vu
v
u
x
α
α + 90
o
σ u
σ v
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 5
yxvu σσσσ +=+ (4.4)
Bieåu thöùc treân cho thaáy, toång öùng suaát phaùp taùc duïng treân hai maët
vuoâng goùc cuûa phaân toá öùng suaát phaúng taïi moät ñieåm laø haèng soá vaø khoâng
phuï thuoäc vaøo goùc α.
Ñoù laø Baát Bieán Thöù Nhaát cuûa öùng suaát phaùp
Thí duï 4.1 Thanh coù dieän tích 5 cm2, chòu keùo vôùi löïc P = 40 kN. Xaùc ñònh
öùng suaát treân maët caét nghieâng moät goùc 30o vôùi maët caét ngang (H.4.8).
Giaûi
ÖÙng suaát phaùp treân maët caét ngang (Chöông 3)
2kN/cm 8
5
40 ===
F
P
xσ
Taùch phaân toá hình hoäp bao ñieåm K
naèm treân maët caét ngang.
Ta coùù: 2kN/cm 8+=xσ , 0=yσ
Maët caét nghieâng coù phaùp tuyeán
hôïp vôùi truïc vôùi truïc x (truïc thanh) moät
goùc( +30o ).
Töø (4.2) ⇒
( )
2
2
kN/cm 46,330.2sin
2
82sin
2
kN/cm 630.2cos1
2
82cos
22
+=+=+=
=+=+=
ox
uv
oxx
n
αστ
ασσσ
4.2.3 ÖÙng suaát chính - Phöông chính - ÖÙng suaát phaùp cöïc trò
1- ÖÙng suaát chính - phöông chính
Ngoaøi maët chính laø maët ñaõ bieát vuoâng goùc
vôùi truïc z, hai maët chính coøn laïi laø nhöõng maët
song song vôùi truïc z (vì phaûi vuoâng goùc vôùi
maët chính ñaõ coù).
Maët chính laø maët coù öùng suaát tieáp = 0 ⇒ Tìm
hai maët chính coøn laïi baèng caùch cho uvτ =0
H. 4.9 ÖÙng suaát chính
x
σ 1
σ 2
σ 1 σ 2
) 1 ( o α
o o o 90
) 1 ( ) 2 ( + = α α
H.4.8
σ u
σx
v
u
30
τ uv
σu
P P = 40 kN
K
30
o u
v
τuv
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 6
Neáu goïi oα laø goùc cuûa truïc x hôïp vôùi phöông chính thì ñieàu kieän ñeå tìm
phöông chính laø: uvτ =0 ⇔ 02cos2sin2 =+
−+ ατασσ xyyx
⇒ Phöông trình xaùc ñònh α0 : βσσ
τα tantan =−−= yx
xy
o
2
2 (4.5)
22
πβα ko ±= ⇒ 201
βα = vaø 2202
πβα ±=
(4.5) cho thaáy coù hai giaù trò α0 sai bieät nhau 90°. Vì vaäy, coù hai maët chính
vuoâng goùc vôùi nhau vaø song song vôùi truïc z. Treân moãi maët chính coù moät
öùng suaát chính taùc duïng.
Hai öùng suaát chính naøy cuõng laø öùng suaát phaùp cöïc trò (kyù hieäu laø
σmax hay σmin ) bôûi vì
yx
xyu
dz
d
σσ
τασ −−=⇔=
2
2tan0 gioáng vôùi (4.5)
Giaùù trò öùng suaát chính hay öùng suaát phaùp cöïc trò coù theå tính ñöôïc
baèng caùch theá ngöôïc trò soá cuûa α trong (4.5) vaøo (4.2a).
Ñeå yù raèng:
oo
o
o ααα
αα
2tan1
1;
2tan1
2tan2sin
22 +±=+±= ocos2
⇒ 2
2
3,1
min
max 22 xy
yxyx τσσσσσσ +⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ −±+== (4.6)
Ta laïi thaáy σ max + σ min = σ 1 + σ 3 = σ x + σ y
Thí duï 4.2 Tìm öùng suaát
chính vaø phöông chính cuûa
TTÖS (H.4.10a). Ñôn vò cuûa
öùng suaát laø kN/cm2.
Giaûi
Theo quy öôùc daáu, ta coù:
2
y
2 kN/cm 2 ;kN/cm 4 == σσ x 2kN/cm 1 +=xyτ
Phöông chính xaùc ñònh töø (4.5):
1
24
222tan −=−
−=−−= yx
xy
o σσ
τα ⇒ ooo k180452 +−=α
⇒ '3067;'3022 )2()1( oooo =−= αα (i)
a) H. 4.10
y
x
1
4
2
b)
x
y
σ1
σ2
67o30’
22o30’
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 7
Coù 2 phöông chính ( 2 maët chính) vuoâng goùc nhau
Caùc öùng suaát chính ñöôïc xaùc ñònh töø (4.6):
⎪⎩
⎪⎨⎧=±=+⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −±+=
2
2
kN/cm
kN/cm
58,1
41,4
231
2
24
2
24 2
min
maxσ (ii)
Ñeå xaùc ñònh maët chính naøo töø (i) coù öùng suaát chính (ii) taùc duïng, ta
duøng (4.2b), chaúng haïn vôùi '3022)1( oo −=α , ta coù:
( ) ( ) 2kN/cm 41,4'30222sin1'30222cos
2
24
2
24 =−−−−++= oouσ
Vaäy : σ1 = 4,41 kN/cm2 öùng vôùi goùc nghieâng '3022)1( oo −=α ,
σ2 = 1,58 kN/cm2 taùc duïng treân maët coù '3067)2( oo −=α .
Caùc maët vaø öùng suaát chính bieåu dieãn treân phaân toá ôû H.4.10b.
2- ÖÙng suaát tieáp cöïc trò
Tìm öùng suaát tieáp cöïc trò vaø maët nghieâng treân ñoù coù öùng suaát tieáp cöïc
trò baèng caùch cho 0=α
τ
d
d uv
02sin22cos)( =−−= ατασσα
τ
xyyx
uv
d
d (4.7)
⇔ =−=
xy
yx
τ
σσα
2
2tan (4.7)
So saùnh (4.7) vôùi (4.5) ⇒
oαα 2tan
12tan −=
(4.8)
⇒ oo k9022 ±= αα hay oo k45±= αα ⇒
Maët coù öùng suaát tieáp cöïc trò hôïp vôùi nhöõng maët chính moät goùc 45°.
Theá (4.8) vaøo (4.2b), ta ñöôïc :
2
2
min
max 2 xy
yx τσστ +⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ −±= (4.9)
4.2.4 Caùc tröôøng hôïp ñaëc bieät
1- TTÖS phaúng ñaëc bieät
Phaân toá treân H.4.12 coù: 0; xy ττσσσ === yx ;
Töø (4.6)
⇒
σ
τ
TTUSphaúng ñaëc bieät
τ
TTUS Tröôït thuaàn tuyù
H. 4.13
H. 4.11ÖÙng suaát tieáp cöïc trò
o o 45
) 2( ) 2( 1 + = αα
τ max
σ
H.4.12
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 8
22
,1
min
max 42
1
2
τσσσσ +±== 3 (4.10)
Phaân toá coù 2 öùng suaát chính ( seõ gaëp ôû tröôøng hôïp thanh chòu uoán ).
2- TTÖS tröôït thuaàn tuùy (H.4.13)
ÔÛ ñaây, ττσσ === xyyx ;0 ;Thay vaøo (4.6)
⇒ τσσ ±== 3 ,1
min
max hay τσσ =−= 31 (4.11)
Hai phöông chính ñöôïc xaùc ñònh theo (4.5):
∞=oα2tan ⇔ 24
ππα ko += (4.12)
Nhöõng phöông chính xieân goùc 45o vôùi truïc x vaø y.
3- Tröôøng hôïp phaân toá chính (H.4.14)
Phaân toá chính chæ coù σ 1 , σ 3 ,τ = 0;
Thay vaøo (4.9), ta ñöôïc:
2
31
minmax,
σστ −±= (4.13)
4.3 TTÖÙS TRONG BAØI TOAÙN PHAÚNG- PHÖÔNG PHAÙP ÑOÀ THÒ.
1- Voøng troøn Mohr öùng suaát.
Coâng thöùc xaùc ñònh öùng suaát treân maët caét nghieâng (4.2) coù theå bieåu
dieãn döôùi daïng hình hoïc baèng voøng troøn Mohr. Ñeå veõ voøng troøn Mohr, ta
saép xeáp laïi (4.2) nhö sau:
ατασσσσσ 2sin2cos
22 xy
yxyx
u −−=+− (4.14)
ατασστ 2cos2sin
2 xy
yx
uv +−= (4.14)’
Bình phöông caû hai veá cuûa hai ñaúng thöùc treân roài coäng laïi, ta ñöôïc:
2
2
2
2
22 xy
yx
uv
yx
u τσστσσσ +⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ −=+⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ +− (4.15)
Ñaët: 2
2
2
;
2 xy
yxyxc τσσσσ +⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ −=+= 2R (4.16)
(4.15) thaønh: ( ) 222 Rc uvu =+− τσ (4.17)
Trong heä truïc toïa ñoä, vôùi truïc hoaønh σ vaø
truïc tung τ, (4.17) laø phöông trình cuûa moät
ñöôøng troøn coù taâm naèm treân truïc hoaønh vôùi
hoaønh ñoä laø c vaø coù baùn kính R . Nhö vaäy, caùc
giaù trò öùng suaát phaùp vaø öùng suaát tieáp treân taát caû caùc maët song song vôùi
σ1
σ3
H. 4.14
O
C σ
R
C
τ
H. 4.15 Voøng
troøn öùng suaát
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 9
truïc z cuûa phaân toá ñeàu bieåu thò baèng toïa ñoä nhöõng ñieåm treân voøng troøn. Ta
goïi voøng troøn bieåu thò TTÖS cuûa phaân toá laø voøng troøn öùng suaát hay voøng
troøn Mohr öùng suaát cuûa phaân toá.
Caùch veõ voøng troøn: (H.4.16)
- Ñònh heä truïc toïa ñoä τσO : truïc hoaønh σ // truïc x, truïc tung τ // truïc y cuûa
phaân toá vaø höôùng leân
treân.
-Treân truïc σ ñònh ñieåm
E(σx, 0) vaø ñieåm F(σy, 0)
Taâm C laø trung ñieåm
cuûa EF
- Ñònh ñieåm cöïc P (σy,
τxy ) .
- Voøng troøn taâm C, qua
P laø voøng troøn Mohr caàn veõ
Chöùng minh: + C laø trung ñieåm cuûa EF ⇒ cyx =+=+=
2
σσ
2
OFOEOC
Trong tam giaùc vuoâng CPF: xy
yx τσσ =−=−= FP ;
2
OFOEFC
2
Do ñoù ⇒ 22
2
22
2
FPFCCP Rxy
yx =+⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ −=+= τσσ
2- ÖÙng suaát treân maët caét nghieâng
σ
x
x
F C
σ
P
τx y
O
τ
H.4.16
voøng troøn öùng suaát Caùch veõ
σ y
E
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 10
H. 4.17 Ñònh öùng suaát treân maët nghieâng
B F
C
E
G
A
max
M
max
D
min
uv
xy
xy
y x
x
y
y
u
uv
max P
max
u
x
u
u
minx
u
uv
2α
α
Duøng voøng troøn Mohr ñeå tìm öùng suaát treân maët caét nghieâng cuûa phaân
toá coù phaùp tuyeán u hôïp vôùi truïc x moät goùc α.
Caùch tìm σu ; τuv
Veõ voøng troøn Mohr nhö H.4.17.
Töø cöïc P veõ tia Pu // vôùi phöông u caét voøng troøn taïi ñieåm M.
Hoaønh ñoä cuûa M = σu ; Tung ñoä cuûa M = τuv
Chöùng minh:
Kyù hieäu 2α1 laø goùc (CA,CD), 2α laø goùc (CD,CM).
Hình 4.17 cho:
( )
αααασσ
αασσ
2sin2sin2cos2cos
2
22cos
2
CGOCOG
11
1
RR
R
yx
yx
−++=
+++=+=
nhöng: xyyxR τασσα ==−== ED2 Rsin CE 1;22cos 1
neân: uxyyxyx σατασσσσ =−−++= 2sin2cos22OG
Töông töï, ta coù:
( )
uvxy
yx
RRR
τατασσ
αααααα
=+⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ −=
+=+=
2cos2sin
2
2cos2sin2sin2cos22sinGM 111
Ta nhaän laïi ñöôïc phöông trình (4.2)
3- Ñònh öùng suaát chính- phöông chính- ÖÙng suaát phaùp cöïc trò
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 11
Treân voøng troøn öùng suaát ( H.4.17)
Ñieåm A coù hoaønh ñoä lôùn nhaát, tung ñoä = 0⇒ σmax = AO ; τ =0
Tia PA bieåu dieãn moät phöông chính.
Ñieåm B coù hoaønh ñoä nhoû nhaát, tung ñoä = 0⇒ σmin = BO ; τ =0
Tia PB bieåu dieãn phöông chính thöù hai.
4- Ñònh öùng suaát tieáp cöïc trò
Treân voøng troøn (H.4.17): hai ñieåm I vaø J laø nhöõng ñieåm coù tung ñoä τ
lôùn vaø nhoû nhaát. Do ñoù, tia PI vaø PJ xaùc ñònh phaùp tuyeán cuûa nhöõng maët
treân ñoù coù öùng suaát tieáp cöïc ñaïi vaø cöïc tieåu. Nhöõng maët naøy taïo vôùi nhöõng
maët chính moät goùc 45o.
ÖÙng suaát tieáp cöïc trò coù trò soá baèng baùn kính ñöôøng troøn.
ÖÙùng suaát phaùp treân maët coù öùng suaát tieáp cöïc trò coù giaù trò baèng hoaønh
ñoä ñieåm C, töùc laø giaù trò trung bình cuûa öùng suaát phaùp:
2
yx
tb
σσσ +=
5- Caùc tröôøng hôïp ñaëc bieät
- TTÖS phaúng ñaëc bieät
Phaân toá coù hai öùng suaát
chính σ 1 vaø σ 3 (H.4.18).
- TTÖS tröôït thuaàn tuùy
Phaân toá coù 2 öùng suaát chính:
||31 τσσ =−=
Caùc phöông chính xieân goùc
45o vôùi truïc x vaø y (H.4.19)
- TTÖS chính ( H.4.20)
2
21
minmax,
σστ −±=
Thí duï 4.3 Phaân toá ôû TTÖS phaúng
(H.4.21),caùc öùng suaát tính theo
b)a)
σ
τ
σ
τ
τ
P
C E O
σB
min
σ
max
σ
H. 4.18
TTÖÙS phaúng ñaëc bieät vaø voøng Morh
A
τ
σ
σ max = τ
CB
A
P
σ min
= τ -
τ
τ
τ
H. 4.19TTÖÙS tröôït thuaàn tuùy vaø voøng Morh
τ
σ
C
B A
P
τmax
τmin
σ 2 σ 1
σ 2
σ1
τmax
H. 4.20
TTÖÙS CHÍNH- Voøng Morh
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 12
kN/cm2. Duøng voøng troøn Mohr, xaùc ñònh:
a) ÖÙng suaát treân maët caét nghieâng o45=α
b) ÖÙng suaát chính vaø phöông chính
c) ÖÙng suaát tieáp cöïc trò.
45
o
u
σ u
x
y
1
4
5
τ uv σ
σ 3
σ u
τ
M
D
τmin
τ uv
σ 1
B
J
A
3
F
O-2-5-7 1
3
4
5
I
P
= - 67 o 24’
αo(3)= 26o36’
C
161
o
36'
71o36
45o
D’
αo(1)
τmax
H. 4.21
Giaûi.
Theo quy öôùc ta coù:
2xy2y2 kN/cm 4 ;kN/cm 1 ;kN/cm 5 +==−= τσσ x
♦Taâm voøng troøn ôû C ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +− 0,
2
15 .
♦ Cöïc P(1, + 4). Töø P veõ tia song song vôùi truïc u caét voøng troøn Mohr
taïi M. Toïa ñoä ñieåm M bieåu thò öùng suaát treân maët caét nghieâng vôùi o45=α :
2uv2 kN/cm 3 ;kN/cm 6 −=−= τσ u
♦Hoaønh ñoä A vaø B bieåu thò öùng suaát chính coù giaù trò baèng:
2321 kN/cm 7;kN/cm 3 −==== BA σσσσ
Hai phöông chính xaùc ñònh bôûi goùc αo:
'3626;'4267 )3()1( oooo =−= αα
♦Tung ñoä I vaø J coù giaù trò baèng öùng suaát tieáp cöïc trò:
22 kN/cm kN/cm 5;5 minmax −== ττ
Caùc öùng suaát naøy taùc duïng leân caùc maët, töông öùng vôùi caùc goùc
nghieâng: '36161;'3671 )2(1)1(1 oo == αα
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 13
4.3 BIEÅU DIEÃN HÌNH HOÏC TTÖS KHOÁI
♦ Toång quaùt, TTÖS taïi moät ñieåm laø TTÖS khoái (H.4.22).
♦ Xeùt nhöõng maët // moät phöông chính ( thí duï phöông III) , öùng suaát
chính σ3 khoâng aûnh höôûng ñeán σ, τ treân caùc maët naøy (H.4.23). ⇒ coù theå
nghieân cöùu öùng suaát treân nhöõng maët naøy töông töï TTÖS phaúng.
Veõ voøng troøn öùng suaát bieåu
dieån caùc öùng suaát treân maët nghieâng
naøy (voøng troøn soá 3 treân H.4.24) .
Töø voøng troøn naøy, ta thaáy treân
nhöõng maët song song vôùi phöông
chính III coù maët coù öùng suaát tieáp cöïc
ñaïi (kyù hieäu τmax,3) , 2 213max, σστ −=
♦ Töông töï, ñoái vôùi nhöõng maët
song song vôùi phöông chính thöù I vaø thöù II, ta cuõng veõ ñöôïc caùc voøng troøn
öùng suaát (Voøng troøn soá 1 vaø voøng troøn soá 2) (H.4.24).
♦ Lyù thuyeát ñaøn hoài ñaõ chöùng minh raèng giaù trò cuûa σ vaø τ treân moät maët
baát kyø cuûa moät phaân toá trong TTÖS khoái coù theå bieåu thò baèng toïa ñoä cuûa
moät ñieåm naèm trong mieàn gaïch cheùo ( H.4.24 ).
♦ Qua hình veõ, öùng suaát tieáp lôùn nhaát cuûa phaân toá bieåu thò baèng baùn
kính cuûa voøng troøn lôùn nhaát, (H.4.24).
2
31
2
σστ −=max, (18)
x
y
z
II
σ1
σ3
σ2
I
III
H.4.22. TTÖS khoái vôùi maët
caét nghieâng baát kyø
H.4.24
Ba voøng troøn Mohr öùng suaát
σ
σ1
3
1
2
2σ3O
τ
τmax,3
τmax,τmax,
σ2 σ1
τ
Ο
σ
σ 2
σ3
σ τ
1
σ 2
σ 2
σ 1 τ
σ 3
σ
σ
σ1
σ 2
σ1 τ
σ2
H. 4.23TTÖÙS khoái vaø caùc maët // truïc chính
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 14
4.4 LIEÂN HEÄ ÖÙNG SUAÁT VAØ BIEÁN DAÏNG
4.4.1 Ñònh luaät Hooke toång quaùt
1- Lieân heä öùng suaát phaùp vaø bieán daïng
daøi
♦TTÖS ñôn: trong chöông 3, ñaõ coù:
Ñònh luaät Hooke lieân heä giöõa öùng suaát phaùp
vaø bieán daïng daøi :
E
σε = (4.19)
ε - bieán daïng daøi töông ñoái theo phöông σ.
Theo phöông vuoâng goùc vôùi σ cuõng coù bieán daïng daøi töông ñoái ε’
ngöôïc daáu vôùi ε:
E
σμμεε −=−=' (4.20)
♦ TTÖS khoái: vôùi caùc öùng suaát chính σ 1, σ2 , σ3 theo ba phöông chính
I, II, III (H.4.25). Tìm bieán daïng daøi töông ñoái ε1 theo phöông I .
Bieán daïng daøi theo phöông I do σ 1 gaây ra: E111 )( σ=σε
Bieán daïng daøi theo phöông I do σ 2 gaây ra: E221 )(
σμσε −=
Bieán daïng daøi theo phöông I do σ 3 gaây ra: E331 )(
σμσε −=
Bieán daïng daøi töông ñoái theo phöông I do caû ba öùng suaát σ 1, σ2 , σ3
sinh ra seõ laø toång cuûa ba bieán daïng treân:
[ ])(1)()()( 3213121111 σσμσσεσεσεε +−=++= E (4.21)
Töông töï, bieán daïng daøi töông ñoái theo hai phöông chính II , III coøn laïi:
( )[ ]1322 1 σσμσε −−= E (4.22)
( )[ ]2133 1 σσμσε +−= E (4.23)
♦ TTÖS toång quaùt: Lyù thuyeát ñaøn hoài ñaõ chöùng minh ñoái vôùi vaät lieäu
ñaøn hoài ñaúng höôùng, σ chæ sinh ra bieán daïng daøi maø khoâng sinh ra bieán
daïng goùc , τ chæ sinh ra bieán daïng goùc maø khoâng sinh ra bieán daïng daøi.
⇒ Trong tröôøng hôïp phaân toá ôû TTÖS toång quaùt, vaãn coù
σ1
σ3
σ2
I
II
III
x
y
z
H.4.25. TTÖS khoái
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 15
(4.24)
2-Lieân heä giöõa öùng suaát tieáp vaø bieán daïng
goùc
( Ñònh luaät Hooke veà tröôït)
Phaân toá ôû TTÖS tröôït thuaàn tuyù (H.4.26). Bieán
daïng goùc (goùc tröôït) γ bieåu thò ñoä thay ñoåi
goùc vuoâng.
Ñònh luaät Hooke veà tröôït:
G
τγ = (4.25)
trong ñoù: G - laø moâñun ñaøn hoài tröôït. Thöù nguyeân cuûa G laø [löïc/(chieàu daøi)2]
vaø ñôn vò thöôøng duøng laø N/m2 hay MN/m2.
Lieân heä giöõa E, ν vaø G nhö sau:
)1(2 μ+=
EG
(4.26)
4.4.2 Ñònh luaät Hooke khoái
Tính ñoä bieán ñoåi theå tích cuûa moät phaân toá hình
hoäp coù caùc caïnh baèng da1, da2 vaø da3 .
Theå tích cuûa phaân toá tröôùc bieán daïng laø:
321 dadadaVo =
Sau bieán daïng, phaân toá coù theå tích laø:
)da)(da)(( 3322111 dadadadaV Δ+Δ+Δ+=
Goïi bieán daïng theå tích töông ñoái laø θ, ta coù:
3211 εεεθ ++=−=
o
o
V
VV
(4.27)
σ1
σ3
σ2
I
II
III
x
y
z
H.4.27. TTÖS khoái
( )[ ]
( )[ ]
( )[ ]yxzz
xzyy
zyxx
E
E
E
σσμσε
σσμσε
σσμσε
+−=
+−=
+−=
1
1
1
τ
γ
H. 4.26 TTÖÙS tröôït thuaàn tuyù-
Bieán daïng goùc
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 16
Theá (4.21)(4.22),(4.23) vaøo (4.27) ⇒
( )321321 21 σσσμεεεθ ++−=++= E (4.28)
ñaët toång öùng suaát phaùp laø: 321 σ+σ+σ=Σ
(4.28) thaønh: ∑−=
E
μθ 21 (4.29)
coâng thöùc (4.29) ñöôïc goïi laø ñònh luaät Hooke khoái bieåu thò quan heä tuyeán
tính giöõa bieán daïng theå tích töông ñoái vaø toång öùng suaát phaùp.
Nhaän xeùt :
♦Töø (4.29), neáu vaät lieäu coù heä soá Poisson μ = 0,5 ( cao su), thì θ luoân
luoân baèng khoâng töùc laø theå tích khoâng ñoåi döôùi taùc duïng cuûa ngoaïi löïc.
♦ Coâng thöùc treân cho thaáy θ phuï thuoäc vaøo toång öùng suaát phaùp chöù
khoâng phuï thuoäc vaøo rieâng töøng öùng suaát phaùp. Nhö vaäy, neáu cuõng vôùi
phaân toá aáy ta thay caùc öùng suaát chính baèng moät öùng suaát trung bình σtb coù
giaù trò baèng trung bình coäng cuûa ba öùng suaát chính noùi treân:
33
321 σσσσ ++=Σ=tb
thì bieán daïng theå tích töông ñoái cuûa phaân toá treân vaãn khoâng thay ñoåi.
Thaät vaäy, vôùi nhöõng öùng suaát chính laø σtb , bieán daïng theå tích baèng:
( ) Σ−=++−=
EE tbtbtb
μσσσμθ 21211
Keát quaû treân coù yù nghóa nhö sau: vôùi phaân toá ban ñaàu laø hình laäp
phöông, trong hai tröôøng hôïp treân ta thaáy theå tích phaân toá ñeàu bieán ñoåi nhö
nhau.
- Tuy nhieân, trong tröôøng hôïp ñaàu khi caùc öùng suaát chính khaùc nhau,
phaân toá vöøa bieán ñoåi theå tích vöøa bieán ñoåi hình daùng töùc laø trôû thaønh
phaân toá hình hoäp chöõ nhaät sau khi bieán daïng.
- Coøn trong tröôøng hôïp thöù hai, khi thay caùc öùng suaát chính baèng öùng
suaát trung bình, phaân toá chæ bieán ñoåi veà theå tích maø khoâng bieán ñoåi hình
daùng, nghóa laø sau khi bieán daïng phaân toá vaãn giöõ hình laäp phöông.
- Veà maët lyù luaän, coù theå phaân phaân toá ôû TTUS khoái chòu caùc öùng suaát
chính σ1 , σ2 , σ3 thaønh 2 phaân toá (H. 4.28). Phaân toá b) chæ bieán ñoåi theå tích,
phaân toá c) chæ bieán ñoåi hình daùng.
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 17
σ 2
σ 1
σ 3 =
σtb
σtb
σ tb +
σ3 - σtb
σ1 - σtb
σ2 - σtb
a) b) c)
H.4.28 Phân tích TTUS khoái thaønh 2 TTUS
4.5 THEÁ NAÊNG BIEÁN DAÏNG ÑAØN HOÀI
♦ ÔÛ chöông 3, phaân toá ôû TTÖS ñôn (thanh bò keùo hoaëc neùn):
Theá naêng bieán daïng ñaøn hoài rieâng 2σε=u (4.30)
♦ Trong TTÖS khoái, söû duïng nguyeân lyù ñoäc laäp taùc duïng, ta coù theá
naêng bieán daïng ñaøn hoài rieâng baèng:
222
332211 εσεσεσ ++=u (4.31)
thay ε1, ε2, ε3 theo ñònh luaät Hooke trong (4.21) - (4.23) vaøo , ⇒
( )[ ] ( )[ ] ( )[ ]{ }1233132232112
1 σσμσσσσμσσσσμσσ +−++−++−=
E
u
hay ( )[ ]133221232221 221 σσσσσσμσσσ ++−++= Eu (4.32)
Ta coù theå phaân tích theá naêng bieán daïng ñaøn hoài u thaønh hai thaønh phaàn:
-Thaønh phaàn laøm ñoåi theå tích goïi laø theá naêng bieán ñoåi theå tích utt
-Thaønh phaàn laøm ñoåi hình daùng goïi laø theá naêng bieán ñoåi hình daùng uhd
Ta coù: u = utt + uhd
Ñeå tính theá naêng bieán ñoåi hình daùng, ta thay caùc öùng suaát σ1, σ2 vaø σ3
baèng öùng suaát (σ1 -σtb ), (σ2 -σtb ), (σ3 -σtb ), taùc duïng leân caùc maët phaân toá.
σ 2
σ 1
σ 3 =
σtb
σtb
σtb +
σ3 - σtb
σ 1 - σ tb
σ 2 - σ tb
H.4.29 Phaân tích TTÖÙS thaønh hai TTÖÙS
Theá vaøo (4.32) ta coù theá naêng bieán ñoåi hình daùng baèng:
( )[ ] ( )2321133221232221 6 21221 σσσμσσσσσσνσσσ ++−−++−++= EEuhd
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 18
hay : ( )31322123222131 σσσσσσσσσμ −−−+++= Euhd (4.33)
♦ TTÖS ñôn , thay σ1 = σ; σ2 = 0; σ3 = 0 vaøo (4.32) vaø (4.33), ta ñöôïc theá
naêng rieâng vaø theá naêng bieán ñoåi hình daùng nhö sau:
2
2
3
1 ;
2
σμσ
E
u
E
u hd
+== (4.34
Thí duï 4.4: Cho phaân toá nhö hình veõ:
ôû traïng thaùi öùng suaát phaúng.
Tính xε , yε , uε (phöông utaïo vöùi truïc x moät goùc 30 0 .
Cho E=104kN/cm2 , μ =0,34 ,α =300 α
Ta coù 26 cmkNx /=σ
28 cmkNy /=σ
22 cmkN /−=τ
060=α
[ ] [ ] 44 10283834061011 −×=−=−= ,),(yxx E μσσε
[ ] [ ] 44 10965634081011 −×=−=−= ,),(yõyyy E μσσε
2232922
22
cmkNxy
yxyxõ
u /,sincos =−
−++= ατασσσσσ
[ ] [ ] 2611711 cmkN
EE uyxuvuu
/,( =−+−=−= σσσμσμσσε
x
6kN/cm 2
8kN/cm 2
2kN/cm 2
u
y
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 19
Thí duï 4.5:
Moät khoái laäp phöông baèng beâ toâng ñaët vöøa khít vaøo raõnh cuûa vaät theå A
(tuyeät ñoái cöùng) chòu aùp suaát phaân boá ñeàu ôû maët treân P= 1kN/cm2 (H.4.11).
Xaùc ñònh aùp löïc neùn vaøo vaùch raõnh, lieân heä giöõa öùng suaát vaø bieán daïng
daøi töông ñoái theo caùc phöông. Ñoä bieán daïng theå tích tuyeät ñoái. Cho
caïnh a = 5 cm; E = 8.102 kN/cm2; μ= 0,36.
Choïn heä truïc nhö hình veõ.Ta coù: khoái beâ toâng ôû TTÖÙSphaúng .
00 =−=≠ zx p σσσ ;kN/cm ; 2y
000 =≠≠ xz εεε ; ; y
Ñònh luaät Hooke cho bieán daïng daøi:
[ ] )( 01 =+−= zyxx E σσμσε
⇒ 2 kN/cm0,361)-(0,36 −=×=−= px μσ
[ ] )-(1 )( 2ησσμσε EpE zxyy −=+−= 1
[ ] [ ] )(1p p)-p(--0 )( μμμμσσμσε +==+−= EEE yxzz 11
Bieán daïng theå tích tuyeät ñoái:
[ ]
[ ] 0,0559cm- )(,
800
0,36)(2-1
)
3=××−−×=
++−==Δ
5551360
21 V
E
V zyxv σσσμθ
H.4.11
A
P
a
x
y
z
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 20
Thíduï4.6
Moät taám moûng coù kích thöôùc nhö treân H.4.5
chòu taùc duïng cuûa öùng suaát keùo σ = 30 kN/cm2
theo phöông chieàu daøi cuûa taám
vaø öùng suaát tieáp τ = 15 kN/cm2.
a) Xaùc ñònh öùng suaát phaùp theo phöông
ñöôøng cheùo mn vaø phöông vuoâng goùc vôùi ñöôøng cheùo
b) Tính bieán daïng daøi tuyeät ñoái cuûa ñöôøng cheùo mn.
Cho E = 2.104 kN/cm2, μ= 0,3
.Goïi mmu σσ = , ummmm
mm
mm
u lll
l εε ×=Δ⇒Δ=
[ ]vuu E ησσε −=
1
200 535601560
2
030
2
030 cmkNu /,sin)(cos =−−−++=σ
[ ] 310857511 −=−−== .,)( uuummu E σσησεε
mmll mmu 0930501085751
3 ,., =×=Δ=Δ −
m
n
25 mm
15 mm
τ
σ
H 4 5
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 21
BAØI TAÄP CHÖÔNG 4
4.1 Tìm giaù trò öùng suaát phaùp vaø öùng suaát tieáp treân maët caét AB cuûa phaân toá
nhö treân H.4.1 baèng phöông phaùp giaûi tích vaø ñoà thò. Ñôn vò öùng suaát tính
baèng kN/cm2.
H. 4.1
A
B
50 o
2
4
A
B
30o
4
3
b)
A
B
60o
6
c)
A
B
α
6
d)
A
B
60o
4
3
7
e)
A
B
30 o
6
3
5
f)
a) b) c)
4.2 Treân hai maët taïo vôùi nhau moät goùc α = 60o vaø ñi
qua moät ñieåm ôû TTÖS phaúng coù caùc öùng suaát nhö
treân H.4.2. Haõy tính caùc öùng suaát chính taïi ñieåm ñoù,
öùng suaát phaùp σu vaø bieán daïng töông ñoái εu theo
phöông u. Cho: E = 2.10 kN/cm2; μ= 0,3.
4.3 Treân maët caét m - n ñi qua moät ñieåm trong vaät theå ôû
TTÖS phaúng coù öùng suaát toaøn phaàn p = 3000 N/cm2,
öùng suaát naøy coù phöông taïo thaønh goùc 60o vôùi maët
caét. Treân maët vuoâng goùc vôùi maët caét ñoù chæ coù öùng
suaát tieáp (H.4.3).
Tính öùng suaát phaùp vaø öùng suaát tieáp treân maët caét hôïp
vôùi maët caét m - n moät goùc 45o. Tính öùng suaát phaùp lôùn nhaát taïi ñieåm ñoù.
6 kN/cm2
5 kN/cm2
3 kN/cm2
σu
60o
H.4.2
τ
n
m
p60o
45o
H. 4.3
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 22
4.4 Taïi moät ñieåm treân beà maët cuûa vaät theå, öùng
suaát taùc duïng leân phaân toá nghieâng moät goùc 30o
vôùi truïc x coù trò soá vaø höôùng nhö treân H.4.30.
a) Xaùc ñònh öùng suaát chính vaø phöông chính.
b) Xaùc ñònh öùng suaát tieáp cöïc trò vaø öùng suaát
phaùp treân beà maët coù öùng suaát tieáp cöïc trò. Bieåu
dieãn caùc öùng suaát ñoù treân H.4.4.
4.5 Moät taám moûng coù kích thöôùc nhö treân
H.4.5 chòu taùc duïng cuûa öùng suaát keùo σ
= 30 kN/cm2 theo phöông chieàu daøi cuûa
taám vaø öùng suaát tieáp τ = 15 kN/cm2.
a) Xaùc ñònh öùng suaát phaùp theo phöông
ñöôøng cheùo mn vaø phöông vuoâng goùc
vôùi ñöôøng cheùo
b) Tính bieán daïng daøi tuyeät ñoái cuûa ñöôøng cheùo mn.
Cho E = 2.104 kN/cm2, μ= 0,3.
4.6 Moät taám theùp moûng hình chöõ nhaät chòu öùng suaát phaùp phaân boá ñeàu σx
vaø σy nhö treân H.4.6. Caùc taám ñieän trôû A vaø B ñöôïc gaén leân taám theo hai
phöông x vaø y cho caùc soá ño nhö sau: εx = 4,8.10–4 vaø εy = 1,3.10–4.
Tính σx vaø σy, bieát E = 2.104 kN/cm2; μ= 0,3.
4.7 Taïi moät ñieåm treân maët vaät theå chòu löïc, ngöôøi ta gaén caùc taám ñieän trôû
A, B, C ñeå ño bieán daïng tyû ñoái theo caùc phöông Om, On vaø Ou (H.4.7).
Caùc soá ño thu ñöôïc: 444 10.625,1 ;10.81,2 ;10.81,2 −−− =ε−=ε−=ε unm
Xaùc ñònh öùng suaát chính, phöông chính taïi ñieåm ñoù.
Cho : E = 2.104 kN/cm2 ; μ= 0,3.
α = 30o
x
y
3 kN/cm2
5 kN/cm2
H. 4.4
m
n
25 mm
15 mm
τ
σ
H 4 5
H. 4.6 H. 4.7
O
45
o
B
A
x
n
m
C B
A
u
45o
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 23
4.8 Taïi ñieåm A cuûa moät daàm caàu coù gaén hai
tenxoâmeùt ñeå ño bieán daïng theo phöông
naèm ngang vaø phöông thaúng ñöùng (H.4.8).
Khi xe chaïy qua caàu, ngöôøi ta ño ñöôïc: εx
= 0,0004; εy = –0,00012.Tính öùng suaát
phaùp theo phöông doïc vaø phöông thaúng
ñöùng cuûa daàm. Cho bieát E = 2.104 kN/cm2; μ= 0,3.
4.9 Coù moät phaân toá hình hoäp coù caùc caïnh: a = 2cm;
b = 4 cm; c = 2 cm, chòu taùc duïng cuûa caùc löïc P1, P2
treân boán maët cuûa phaân toá (xem H.4.9). Cho : P1 = 60
kN; P2 = 120 kN; E = 2.104 kN/cm2; μ= 0,3.
a) Xaùc ñònh caùc bieán daïng daøi Δa, Δb, Δc cuûa caùc caïnh
a, b, c vaø bieán ñoåi theå tích cuûa phaân toá hình hoäp.
b) Muoán bieán ñoåi theå tích ΔV = 0 thì phaûi ñaët theâm löïc
phaùp tuyeán P3 baèng bao nhieâu vaøo hai maët coøn laïi?
Tính τmax trong tröôøng hôïp naøy.
4.10 Moät khoái hình hoäp laøm baèng theùp coù kích thöôùc cho treân H.4.10, ñöôïc
ñaët giöõa hai taám cöùng tuyeät ñoái, chòu löïc neùn P = 250 kN. Tính löïc taùc
duïng töông hoã giöõa maët tieáp xuùc cuûa hình hoäp vôùi caùc taám cöùng. Cho μ=
0,3.
.
H. 4.10
1 0
c m 5c
m
5 cm
y
x
a)
b)
P
P
H.4.8
x x
y
y
A
H.4.9
P1
P1
P2 P2
a
c
b
GV: Leâ Ñöùc Thanh
____________________________________________________________________
______________________________________________________________
Chöông 4: Traïng thaùi öùng suaát 24
4.11 Moät khoái laäp phöông baèng beâ toâng ñaët vöøa khít raõnh cuûa vaät theå A
chòu aùp suaát phaân boá ñeàu ôû maët treân P = 1 kN/cm2 (H.4.11).
Xaùc ñònh aùp löïc neùn vaøo vaùch raõnh vaø ñoä bieán daïng theå tích tuyeät ñoái.
Cho caïnh a = 5 cm; E = 8.102 kN/cm2; μ= 0,36.
. Vaät theå A coi nhö cöùng tuyeät ñoái.
4.12 Moät taám theùp kích thöôùc a × b × c ñaët giöõa hai taám tuyeät ñoái cöùng, hai
taám naøy ñöôïc lieân keát vôùi nhau baèng boán thanh nhö H.4.12. Khi taám
theùp chòu aùp löïc p phaân boá treân hai maët beân thì öùng suaát keùo cuûa thanh
laø bao nhieâu? Tính öùng suaát chính trong taám theùp. Cho Etaám = Ethanh vaø
dieän tích F cuûa thanh.
a
p
p
y
x b x
H.4.12
c
z
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- suc_ben_vat_lieu_f2_4_7706_3671_2137115.pdf